2.7: Karbon İskeletler
Genel bakış
Tüm organik bileşiklerin belkemiği bir karbon iskeletidir. Her karbon atomu dört bağ yapabilir ve karbon iskeletinin uzunluğu arttıkça, halka yapıları, çift bağlar ve dallanma yan zincirleri gibi yapısal değişiklikler olasılığı ortaya çıkar.
Karbon, Organik Moleküllerin Temelidir
Dünya’daki yaşam karbon bazlıdır çünkü canlı organizmaları oluşturan tüm makromoleküller karbon atomlarına bağlıdır. Her organik molekülün çekirdeğinde diğer atomların bağlandığı bir karbon iskeleti vardır. Bu diğer atomların çeşitliliği, her moleküle kendine özgü özellikler verir. Karbon dört bağ oluşturabilir ve nadiren iyon haline gelir, bu da onu moleküllerin olağanüstü esnek bir bileşeni haline getirir. Bu özellikler, karbonu dünya üzerindeki tüm yaşamın önemli bir bileşeni haline getirir ve sadece bu gezegende değil, tüm evrende de bolca bulunur.
Karbon—karbon bağları karbon iskeletinin temelini oluşturur. Hidrojen atomları karbon atomuna kolayca bağlanır. Sadece hidrojen ve karbon içeren moleküllere hidrokarbon denir. Hidrokarbonlar genellikle uzun zincirler oluştururlar veya çeşitli noktalarda çıkıntı yapan dalları vardır. Bağların sayısının değiştirilmesi molekülün özelliklerini değiştirir: örneğin, bir veya daha fazla çift bağa sahip uzun hidrokarbon kuyruklu bir yağ asidi, çift bağı olmayan bir yağ asidinden farklı davranacaktır.
Izomerler, Aynı Sayıda Atomu Düzenlemenin Farklı Yollarıdır
Aynı kimyasal formüle sahip ancak farklı yapılara sahip moleküllere izomer denir. İzomerlerin bir örneği kimyasal formül C6H14 paylaşan iki farklı molekülde görülebilir. İsoheksanın ikinci karbon atomu üzerinde bir dal noktası varken heksan düz, tek bir zincir karbon atomlarına sahiptir. Diğer izomerler, bir karbon—karbon çift bağının her iki tarafında farklı bir kimyasal grup düzenlemesine sahip olabilir ve bu da iki olası yapı ile sonuçlanır. Diğerleri hala enantiyomerler olarak da adlandırılan birbirlerinin ayna görüntüleri olabilir. Sol ve sağ elin parmakları ve başparmağı gibi, enantiomerlerin parçalarının hepsi aynıdır, ancak üst üste geldiklerinde hizalanmazlar.
İşlevsel Gruplar, Karbon İskeletleri Üzerine İnşa Ediliyor
Biyolojik moleküllerin kendilerine özgün özellikleri, amino (–NH2) veya metil grupları (–CH3) gibi karbon iskeletine bağlanmış kimyasal gruplar olan fonksiyonel gruplar tarafından verilir. Fonksiyonel gruplar karbon dışındaki molekülün yapısal ve kimyasal özelliklerini değiştiren atomlardan oluşur. Fonksiyonel grupların etkileşimleri biyolojik bir sistemde meydana gelen hemen hemen her şey için çok önemlidir ve fonksiyonel grupların özellikleri hakkında bilgi sentetik ilaç tasarımı gibi birçok çalışma alanını etkilemektedir.